高中物理题中总说“假设输出功率不变,U加大I减小P损减小”试问若U原增大U副就增大,感抗不变,按欧姆定律分析(电流跟感抗成反比）加上电阻,则P损增大,若按题设却又得P损减小不知题设是否

Question

高中物理题中总说“假设输出功率不变,U加大I减小P损减小”试问若U原增大U副就增大,感抗不变,按欧姆定律分析(电流跟感抗成反比）加上电阻,则P损增大,若按题设却又得P损减小不知题设是否不严谨或不可能实现.

Answer 1

1.“假设输出功率不变,U加大I减小P损减小”的研究对象是输电线.输电线中的电流减小时,由Q=I^2Rt知,输电线损失的电能减少.
2.“U原增大U副就增大”的研究对象是变压器,即U1/U2=n1/n2.
3.关于“试问若U原增大U副就增大,感抗不变……”问题,
①用户的用电器工作电压是一定的（如220V）.若U原增大,则U副就增大,U用户就增大,用户的用电器损坏.为了用户的用电器不损坏,需要减少降压变压器副线圈的匝数n2
②降压变压器“变换”电阻（阻抗）：设用一个电阻R接通副线圈电路,则I2= U用户/R,由于P入=P用户,即U户原I1= U用户I2,则I1=U户原/[(n1/n2)^2 R],这样副线圈通过一个电阻R来接通时,其结果就犹如原线圈直接接上一个阻值等于R乘匝数比平方的电阻,换句话说,变压器不仅变电压、电流,也“变换”电阻（阻抗）.
③在输送电功率一定时,若发电机电压升高,即若U原增大U副就增大,为了用户的用电器正常工作,需要减少降压变压器副线圈匝数n2,n2减小,由(n1/n2)^2 R知,感抗不是不变,而是增大.
④再按欧姆定律分析,I= U副/[r线+(n1/n2)^2 R]]≈ U副/[(n1/n2)^2 R]≈U副/[(U副/U户)^2 R]=U户^2 R/U副.由此可知,当U副增大时,I减小.
所以得P损=I^2 r线 减小（注意：感抗、容抗不消耗电能）,不矛盾.
错在：U原增大U副就增大,感抗不变.
希望对你有所帮助.